35KV降压变电所设计.pdf

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1、本次设计以1 0 KV站为主要设计对象,分为任务书、讣算说明书二部分，同时附有1 张电气主接线图加以说明。该变电站设有2台主变压器，站内主接线分为35 kV.与10 kV两个电压等级。两个电压等级均单母线分段带旁路母线得接线方式。本次设计中进行了电气主接线图形式得论证、短路电流计算、主要电气设备选择及 校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器）。1、分析原始资料 2、主变压器容量、型号与台数得选择 2、1主变压器得选择 2、2主变台数选择3。2、3主变型号选择 2、4主变压器参数计算 3、主接线形式设计 3、2 35 kV进线方式设讣。4 3、3总主接线设计图4。4、短路电流计算5。

2、4、1短路讣算得U得 4、2变压器等值电抗讣算5。4、3短路点得确定0 5 4、4各短路点三相短路电流计算 4、5短路电流汇总表0 7 5、电气一次设备得选择&5、1宙J压电气设备选择得一般标准8。5、2尚压断路器及隔离幵关得选择9。5、3导体得选择“2 5、4电流互感器得选择13。5、5电压互感器得选择关键词:变电所;短路电流；电气主接线 3、1 10k V出线接线方式设讣 14 6、1 防雷设备17。6、2防雷措施 6、3变配电所得防雳措施17。7、1接地与接地装置.7、2确定此配电所公共接地装置得垂直接地钢管与连接扁钢19。致 谢21。参考文献6v 防雷 17 19 分析原始资料 1、变

3、电站 类型:35k V地方降压变电站 电压等级：35k V/lOkV 负荷悄况 35kV：最大负荷12、6MVA lOkV:最大负荷8、8MVA 35 kV侧2回进线 1 OkV侧6回出线 5、系统悄况：Cl)35k V侧基准值：(2)1 0 kV侧基准值:SB=1OOMVA UB2=1O、5KV(3)线路参数:35kv线路为LGJ-120,其参数为 ri=0 23 6 Q/kra Xi=0.34 8 Q/km Q/km Z=zi*l=0、4 36*1 0=4、36 Q 6、气象条件:最热月平均气温3(rc2、3、4、进出线情况:SB=1 0 OMVA UBI=37KV 变电站就就是电力系统得

4、需要环节，它在整个电网中起着输配电得重要作 用。本期设计得35kV降压变为10 k V地方变电站,其主要任务就就是向县城与乡镇用 户供电，为保证可靠得供电及电网发展得要求，在选取设备时，应尽量选择动作可靠性高,维护周期长得设备。根据设汁任务书得要求，设计规模为lOkVdi线6回,35Kv进线2回；负荷状况为35 kV 最大 12、6MVA,1 OkV 最大 8、8MVA。本期设计要严格按电力工程手册、发电厂电气部分等参考资料进行主接线 得选择，要与所选设备得性能结合起来考虑，最后确定一个技术合理，经济可靠得最佳方 案。变电所主变压器得容量一般按照变电所建成后5-10年得规划负荷考虑，并应按照

5、其中一台停用时其它变压器能满足变电所最大负荷Smax得6 0%或全部重要负荷选择,即：SN=O.6Smax/(X-l)(MV A)式中 N 为变电所主变压器台数，本题目中?(=2。注：本变电所输出总容量为,S=3P/C 0 se+3Sl=8 8 00KVA 2、2 主变台数选择 根据题U条件可知，主变台数为两台。2、3 主变型号选择 本变电所有35 k V、lOkV两个电压等级，根据设计规程规定，“具有两个电压等 级得变电所中，首先考虑双绕组变压器。根据以上条件，选择S9-6 300/35变压器。2、4 主变压器参数计算 额定电压高压侧35 2 X2、5%,低压侧10、5 k V,连接组别为Y

6、N,&：,阻抗 电压百分数 Uk%二7、o%,Pk=3 4、oOKff、3、主接线形式设计 2、主变压器容量、型号与台数得选择 2、1 主变压器得选择 根据设计任务书得要求与设计规模。在分析原始资料得基础上，参照电气主接线设 计参考资料。依据对主接线得基本要求与适用范W,确定一个技术合理，经济可靠得主接 线最佳方案。3、1 10kV 出线接线方式设计 对于1 OKV有六回出线，可选母线连接方式有分段得单母线接线，单母线带旁路母 线接线，双母线接线及分段得双母线接线。根据要求，单母线带旁路母线接线方式满足“不进行停电检修”与经济性得要求,因此1 OKV母线端选择单母线带旁路母线接线方式。3、2

7、35kV 进线方式设计 本题u中有两台变压器与两回输电线路，故需采用桥形接线，可使断路 最少。可采用得桥式接线种类有内桥接线与外桥接线。外桥形接线得特点为：供电线路得切入与投入较复杂，需动作两台断路 器并有一台变压器停运。桥连断路器检修时，两个回路需并列运行，变压器检 修时，变压器需较长时间停运。内桥形接线得特点为:变压器得投入与切除较为复杂,需动作两台断器，影响一回线路得暂时供电桥连断路器检修时，两个回路需并列运 行,出线断路器检修时，线路需较长时间停运。其中外桥形接线满足本题U中“输电线路较短，两变压器需要切换运行”得要求,因此选择外桥接线。3、3 总主接线设计图:4、1 短路计算得目得(

8、1)选择有足够机械稳定度与热稳定度得电气设备。(2)为了合理地配置各种继电保护与自动装置并正确确定其参数，必须对 电力网发生得各种短路进行计算与分析(3)在设计与选择电力系统与电气主接线时,为了比较各种不同得方案得接线图，确 定就就是否采用限制短路电流得措施等,都要进行必要得短路计算。(4)进行电力系统暂态稳定汁算，研究短路时用电客户工作得影响等。也包含一部 分短路讣算。4 V 2 变压器等值电抗计算(1)35KV侧基准值，标幺值讣算 取SBPOOMVA UBI=37KV(规定)(B表示基准值、表示额定值)SR 100=p=-=j=1-56AL4/3*37 U 37=-=L=1369G V3*

9、L56 4*=如=耳=0.946%37 Zr*=勺业=1.068 丁 Z 別 13.69 1 OKV侧基准值，标幺值计算 取 S方=1 O0MVA UB=10、5K V(规定)4、3 短路点得确定 在正常接线方式下，通过电器设备得短路电流为最大得地点称为短路计算点，比较 断路器得前后短路点得计算值，比较选取汁算值最大处为实际每段线路上短路点。基于 该原则选取短路点如下：35KV线路上短路点为F3,F4 10KV线路上短路点为F1,F24、短路电流计算 Bl 图 4-2 短路点标示图 35KV F3 i 35/10.5主变 丿 F2 10KV 2 厂 厂/厂 A T I T I I T T T

10、图 41 短路点标示图 4、4 各短路点三相短路电流计算（1）F1点短路三相电流IF1计算 等值电路如下左图示 （2）F2点短路三相电流IF2计算 等值电路如上右图示 F3点短路三相电流IF3计算 等值电路如下左图示 F4点短路三相电流IF4计算 等值电路如上右图示 4、5 短路电流汇总表 5、1 高压电气设备选择得一般标准 导体与电器得选择设计、必须执行国家得有关技术、经济得政策，并应做到技术先 进、安全可靠、运行方便与适当得留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行得需求。应满足正常运行,检修，短路与过电压悄况下得需求，并考虑到远景发展需要。按当地环境条件校核。应力求技术先进与经济合理 选择

11、异体时应尽量减少品种 扩建工程应尽量使新老电器型号一致 选用新产品，均应具有可靠得试验数据，并经正式鉴定合格。断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间与电弧燃烧时间。该系统中各断路器得短路切除时间列表如下，这里架设各断路器得全开断时间为0、06s,Ih于短路电流周期分量得衰减在该系统中不能忽略，为避免讣算上得繁琐，较验热 稳定时用等值时间法来计算短路点电流周期分量热效应QKO 等值时间法计算短路电流周期分量热效应QK：为短路电流周期分量得起始值 短路点 F 1 F2 F3 F4 短路电流 5、6 3、55 3、737 2、6 6 表4-1短路电流汇总:电气一次设备得选择 5、其中令k=l査电力工

12、程手册得到等值时间tj 2 表 5-1；时间 lOkv 线路 lOkv 分段开关 主变 10 k V 侧 主变 3 5KV 侧 35KV 线路桥 3 5KV 线路 Tp r(S)0、5 1、0 1、5 2、0 2、5 3、0 t a b(s)0、06 0、0 6 0、06 0、06 0、06 0、06 T k=tpr+t a(s)0、56 1、0 6 1、56 2、06 2、5 6 3、0 6 tjz(s)0、4 0、78 1、25 1、68 2、1 2、5 8 5 V 2 高压断路器及隔离开关得选择 开关电器得选择及校验原则 选择较验电压 电流 按断开电流选择，IXbr 按短路关合电流来选择

13、iNcl 按热稳定来选择 注：()(1)主变压器35KV侧断路器及隔离开关得选择 MV A 在此系统中统一取过负荷系数为1、5则最大电流 A 最热月平均气温3(rc,综合修正系数K=l、05 表5 2开关电器得选择:KV 讣算数据 断路器型号及参数 隔离开关型号及参 数 Sff3-35 GN2-3 5/4 0 0 U(KV)35 Ue 35 U e 35 IMAX/K(A)148、43 le 1000 I e 400 Iz t=IF3(K A)3、727 I X b r 16.5 QK 23、3 4 iSh二2、551 z t(KA)9、5 IX c 1 25 30 I e s 4 2 le

14、s 52(2)35KV侧桥断路器及隔离开关得选择 MVA KV 最热月平均气温3 or.综合修正系数K=l、05 表53开关电器得选择:il算数据 断路器型号及参数 隔离开关型号及参数 SW3-35 GN 2-3 5/4 0 0 U(KV)35 Ue 35 U e 35 I MAX/K(A)148、4 3 I e 1000 I e 4 00 I z t=IF4(K A)2、66 INb r 1 6、5 QK 14、8 6 ISh二 2、55 6、783 I N 25 30 (3)主变压器3 5KV侧线路隔离开关得选择 其余同主变压器35 K V侧隔离开关得选择相同参瞧表1一 3(4)主变压器1

15、 0 KV侧少油断路器得选择 MVA KV 363.7A 在此系统中统一収过负荷系数为1、5则最大电流 最热月平均气温3(rC,综合修正系数K=l、05 表54开关电器得选择:汁算数据 断路器型号及参数 SNIO-1 0/630-1 6 U(KV)1 0 Ue 10 IMAX/K(A)54 5、6 1 e 630 I z t=IF2(KA)3、5 5 Ixbr 16 QK 15、75 Ish=2、5 5 1 9、053 I Nd 40(峰值)zt(KA)les 40(5)10 KV侧线路断路器得选择 MVA 363.7 A 在此系统中统一取过负荷系数为1、0则最大电流 最热月平均气温3(rc,

16、综合修正系数K=1.05 该处断路器得选择同10KV侧线路断路器列表如下Izt(KA)cl I e 42 I 52 s e s KV 表5-5开关电器得选择:汁算数据 断路器型号及参数 SNl 0-10/6 3 0-1 6 U(KV)1 0 Ue 10 IMAX/K(A)1 81、8 5 I e 63 0 Izt=IFl(KA)5、6 IN b r 16 QK 1 2、0 4 ISh=2、5 5 I zt(KA)1 4、2 8 INcl 40(峰值)les 40(6)1 OKV母线分段开关得选择 MVA 在此系统中统一取过负荷系数为1、0则最大电流 最热月平均气温3(rC,综合修正系数K=l、

17、05 该处断路器得选择与1OKV侧线路断路器相同列表如下:表5 6 计算数据 断路器型号及参数 SN I 0-10/630-I 6 U(KV)1 0 U e 10 IMAX/K(A)181、85 I e 630 I zt=lFl(KA)5、6 iNbr 16 QK 24、4 6 1 Sh二2、55Iz t(K 14、28 INcl 40(峰值)A)les 40 5 3 导体得选择(1)主变压器1OK V引出线 35KV以下，持续工作电流在40 0 0 A及以下得屋内配电装置中，一般采用 矩形母线，本设计中低压侧Iinax=545.6A。根据要求，查表可选择 单条竖放铝导体LMY、其长期允许载流

18、量为59 4A 现对其进行较验：满足氏期允许发热条件 热稳定校验:T+0.245+200 C=149x Jin=149 X Jin-=103.37 Y r+e,.V 245+30 Ks=1.01 JQKKS J19.73X106X!.01 2“2 -=-=43.1 Smm U0,山 7 丁历刑7 丽I-=*79 L=3.3 WLMAX 共振校验 0=1/JI=bhp=0.05 X 0.004 x 2700=0.54 max 0.54 动稳定 其中 满足动稳定。(2)10KV母线得选择 因其最大电流同10K V引出线上最大电流相同，所以母线导体得选择及校验同 5、4 电流互感器得选择 3 5 K

19、V侧桥上电流互感器 确级准0、5 选取LQZ-3 5型电流互感器。主变35KV侧电流互感器 确级准0、5 选取L-3 5型电流互感器。(3)主变10 KV侧电流互感器 确级准0、5 选取LQZ-35型电流互感器。(4)10KV母线电流互感器 确级准0、5 选取LQZ-35型电流互感器。(5)10K V引出线电流互感器 确级准0、5 选取LB-35型电流互感器。5 5 电压互感器得选择(1)主变35KV侧电压互感器 选择油浸式电压互感器 初级绕组3 5 选择JDJ-3 5(2)主变1 0KV侧电压互感器 选择油浸式电压互感器初级绕组1 0 次级绕组0、1 选择JDJ-1 0 6、支持绝缘子与穿墙

20、套管得选择(1)35KV户外支持绝缘子 根据额定电压选择ZL-35/4Y 校验动稳定:次级绕组0、1 Fc 0 阴=24KN H,=H+h+-2=380+12+7.5=3995H FMAX=FpH=173X107 X為X(255X3376X10)2=69N Fc=F阳=69 X 罟等=72.5 4 避雷器至主变压器的最大电气距离/m 15 23 27 30 避雷器得接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终 端与每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线就就是具有一段引入电缆得架空线路，则在架空线路终端得电缆头处装设阀式避雷器或排气式避需器，其接地端与电缆头外壳 相联后接地。

21、(3)低压侧装设避雷器这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电 力变压器得绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时(如I T系统)，其中性点可装设阀式避 雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。在本设计中，配电所屋顶及边缘敷设避需带，其直径为8mm得镀锌圆钢，主筋直径应 大于或等于10mm得镀锌圆钢。7、1 接地与接地装置 电气设备得某部分与大地之间做良好得电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地 接触得金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设得接地体，称为人工接 地体。兼作接地体用得直接与大地接触得各种金属构件、金属管道及建筑物得钢筋混凝 土基础等，称为自然接地体。连接接地体与

22、设备、装置接地部分得金属导体，称为接地7、接地 线。接地线在设备、装置正常运行情况下就就是不载流得，但在故障悄况下要通过接地 故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。山若干接地体在大地中相互用接地线连接起来得 一个整体，称为接地网。其中接地线乂分为接地干线与接地支线。接地干线一般应采用 不少于两根导体在不同地点与接地网连接。7、2 确定此配电所公共接地装置得垂直接地钢管与连接扁钢 1确定接地电阻 按相关资料可确定此配电所公共接地装置得接地电阻应满足以下两个条件:RE250V/I E RE V10Q IE=IC=6 0 x(60+35x4)A/35O=343 A 故 RE 35OV/3 4.3A

23、 综上可知,此配电所总得接地电阻应为RE10Q 2接地装置初步方案 现初步考虑围绕变电所建筑四周，距变电所23m”打入一圈直径5 0 mm、长2.5m得钢管 接地体，每隔5m打入一根,管间用4 0 x4inm2得扁钢焊接。3计算单根钢管接地电阻 单根钢管接地电阻RE=10 0 Qm/2.5m=40Q 4确定接地钢管数与最后得接地方案 根据RE(1)/R E=40/4=10。但考虑到管间得屏蔽效应，初选15根直径 50mm、长2.5 m得钢管作接地体。以n=15与a/l=2再査有关资料可得qE=66。因此可得 n=RE(1)/(TERE)=400/(0、6 6 X4)Q al5 考虑到接地体得均

24、匀对称布置，选16mm根直径50mm、长2.5m得钢管作 地体,用40 x4mm2得扁钢连接，环形布置。这次课程设讣，虽然短暂昇旦却给了我一次自主设计工厂供电电气一次部分得机会。在设汁过程中，以前书本上得内容笫一次完完全全得在实际中实现，并且遇到了书本中 不曾学遇到得悄况。作为一个电气方面得大学生，在今后得工作中需要很强得实践动手 能力，在摸索该如何设计变电所供电,使之实现所需功能得过程中，培养了我得设汁思维,0、增加了实际操作能力。通过这次得课程设计，让我把理论实践联系了起来。这样不但巩固了我得理论知识。让我认识到学习中得很多不足。同时也让我让我对书本上得知识有了一个总体而乂明确 得理解。在

25、这个课程得设计中，让我对工厂供电熟悉程度加深。设il过程中运用了很多 得知识，因此如何将知识系统化就成了关键。如本设计中用到了工厂供电得绝大多数得 基础理论与设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力得培养,为今后得工作 与学习打下了很好得理论基础。在设讣过程中，发现了很多得不足，在以后更要认真学习各方面得知识，不断前进,用知识充实、完善自己。本次课程设讣能够顺利完成，得益于李资老师得悉心指导与同组儿位同学得大力帮 助，在此，我首先要对她们表示衷心得感谢，如果没有她们,凭我个人得力量就就是很难 在这麽短得时间里完成着这份课程设计得。在做设计期间，儿乎每一个步骤对我们都就就是一个挑战,在这种

26、情况下，李资老师 不厌其烦，一遍遍给我们讲解重点难点，并协助我们完成了短路电流计算这一环节。对 此，我再次表示深深地感谢！课程设讣本来就就就是一个teamwork,它需要同组者得团结与协作更需要彼此间 得理解与支持。我得同组者在这方面做得非常到位。刚开始我们10人分工协作各自负 贵设讣中得一块，最后儿天里把自己熟悉得一块给另外儿人讲明白后再合作将初稿电子 版做成。总之整个设计过程中她们教会了我很多，我受益匪浅。参考文献 沈其工等、高电压技术H、中国电力出版社，2007、工厂供电Mh 第四版、北京:机械工业出版社，20 0 9 6 月、张步涵、电气工程基础Hh 湖北：华中科技大学出版社，2005

27、、4陈先禄，刘渝根,黄勇、接地M、重庆：重庆大学出版社,2 002 年 7 月、5刘介才、工厂供电设计指导幻、第二版、北京：机械工业出版社，2009、6姚志松，姚磊等、新型配电变压器结构、原理与运用M、北京：机械工业出版社,2 0 0 7 年 2 月、王守相，王成山、现代配电系统分析粕、北京：高等教育出版社，20 0 7、任孝岐、llOkv 城区变电所设讣思路、西北电力技术J、20 0 4,第 32 卷第 3 期:56-5&192、钱银其.110k V 变电站典型设计.江苏电机工程J、20 0 7,第 25 卷第 5 期:5962、10刘介才、实用供配电技术手册M、北京:中国水利水电出版社,2002 11韩笑、继电保护分册M、北京:中国水利水电出版社，2003 年 3 月 12刘介才、供电设计中若干问题得探讨D、四川省电工科技学会优秀论文集,1990、13王国君、电气制图与读图手册扪、北京：科学普及出版社,1994 1 刘介才、14石方安、电气图形符号使用手册H、北京:中国劳动出版社,1997